U形管的两支管 A、B和水平管C都是由内径均匀的细玻璃管做成的,它们的内径与管长相比都可忽略不计.己知三部分的

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  • 在温度为T1=(27+273)K=300K时,气柱中的空气的压强和体积分别为

    P1=P0+h (1)

    V1=LSC(2)

    当气柱中空气的温度升高时,气柱两侧的水银将被缓慢压入A管和B管.设温度升高到T2时,气柱右侧水银刚好全部压到B管中,使管中水银高度增大

    △h=

    bSc

    SB (3)

    由此造成气柱中空气体积的增大量为

    △V′=bSc(4)

    与此同时,气柱左侧的水银也有一部分进入A管,进入A管的水银使A管中的水银高度也应增大△h,使两支管的压强平衡,由此造成气柱空气体积增大量为

    △V″=△hSA(5)

    所以,当温度为T2时空气的体积和压强分别为

    V2=V1+△V′+△V″(6)

    P2=P1+△h(7)

    由状态方程知

    P1V1

    T1=

    P2V2

    T2(8)

    由以上各式,代入数据可得

    T2=347.7K(9)

    此值小于题给的最终温度T=273+tK,所以温度将继续升高.从这时起,气柱中的空气作等压变化.当温度到达T时,气柱体积为V=

    T

    T2V2(10)

    代入数据可得

    V=0.72cm3(11)

    答:气柱中空气温度缓慢升高到 t=97℃时空气的体积0.72cm3